在當(dāng)下，計算機成為一個不可或缺的工具，無論是學(xué)習(xí)、工作，還是生活中，都離不開它。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的大學(xué)計算機基礎(chǔ)實驗論文參考，希望大家喜歡!

　　大學(xué)計算機基礎(chǔ)實驗論文參考篇一

　　《使用控制模型及其應(yīng)用的分析與研究》

　　摘要：使用控制模型是近年來提出的新型訪問控制模型，它包含了傳統(tǒng)訪問控制模型并能滿足現(xiàn)代信息系統(tǒng)的訪問控制需求。本文在對使用控制模型介紹與分析的基礎(chǔ)上，討論了基于該模型實現(xiàn)傳統(tǒng)的訪問控制和數(shù)字版權(quán)管理的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵字：使用控制模型;可變性;連續(xù)性

　　1　引言

　　訪問控制(Access Control)是國際標準化組織ISO在網(wǎng)絡(luò)安全標準(ISO7498-2)中定義的安全信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)中必須包含的五種安全服務(wù)之一，它通過顯式地允許或限制用戶的訪問能力及范圍，對用戶提出的訪問請求進行控制，以保證資源不被非法使用。訪問控制是一種重要的信息安全技術(shù)，與數(shù)據(jù)加密、身份認證和密鑰管理等信息安全技術(shù)結(jié)合使用來保障信息系統(tǒng)的安全。

　　著名的經(jīng)典訪問控制模型包括：自主訪問控制(Discretionary Access Control，DAC)、強制訪問控制(Mandatory Access Control，MAC)和基于角色的訪問控制(Role Based Access Control，RBAC)，它們主要關(guān)注在一個信息系統(tǒng)封閉環(huán)境中資源機密性和完整性的保護。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是新型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(如P2P、數(shù)字版權(quán)管理等)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代信息系統(tǒng)面向的是一個開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，系統(tǒng)具有開放性、動態(tài)性和擴展性，在為用戶提供了更加廣闊的資源空間和更加便利服務(wù)的同時，也產(chǎn)生了新的安全問題。例如，開放系統(tǒng)和未知用戶的授權(quán)問題、數(shù)字資源的分發(fā)和持續(xù)使用控制問題、資源使用的可變性問題等，這些問題使得訪問控制的復(fù)雜性大為增加。而傳統(tǒng)訪問控制機制由于設(shè)計基礎(chǔ)的局限性，不能很好地滿足開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中動態(tài)、連續(xù)的訪問控制需求，在此情況下，建立一個面向開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的訪問控制模型已經(jīng)成為亟待解決的問題。

　　當(dāng)前，面向開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的訪問控制的研究主要從2個途徑展開：一是在基本RBAC模型上進行擴展和增強，近年提出的主要RBAC擴展模型包括：帶時間約束的RBAC、分布式RBAC (Distributed RBAC)、基于任務(wù)和角色的訪問控制T-RBAC (Task-Role-Based Aceess control)等。這些增強的RBAC模型彌補了基本RBAC模型在開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中表現(xiàn)出的某些缺陷。另一途徑是提出一些新的訪問控制技術(shù)和模型，近期提出的主要訪問控制技術(shù)包括：信任管理(Trust Management，TM)和數(shù)字版權(quán)管理(Digital Rights Management，DRM)，提出的訪問控制模型是使用控制模型(Usage Control，UCON)。信任管理是在20世紀90年代后半段興起的訪問控制技術(shù)，是目前對開放系統(tǒng)和未知用戶的授權(quán)研究采用的主要技術(shù)，DRM技術(shù)是對各類數(shù)字內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)進行保護的一系列軟硬件技術(shù)，用以保證數(shù)字內(nèi)容在整個生命周期內(nèi)的合法使用，目前已經(jīng)在Internet上得到了廣泛的應(yīng)用。而UCON則是將傳統(tǒng)訪問控制、信任管理和DRM三個領(lǐng)域的問題進行統(tǒng)一考慮，以形成一個能夠解決開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的訪問控制問題的模型。

　　2　使用控制模型

　　為了統(tǒng)一在訪問控制研究中提出的許多新概念(如信任管理、數(shù)字版權(quán)管理、義務(wù)、條件)，George Mason大學(xué)著名的信息安全專家J. Park和R.Sandhu于2002年首次提出了“使用控制”的概念;隨后，二人提出了使用控制的核心模型—ABC(Authorization oBligation Condition)模型并給出了完整定義，ABC模型闡釋了“使用控制”的本質(zhì)。在此基礎(chǔ)上Xinwen Zhang、Park和Sandhu給出了ABC模型的形式化描述并對ABC模型的授權(quán)安全屬性(Safety Properties)進行了分析，證明了具有有限屬性域的授權(quán)模型存在一個可判定的安全性。

　　使用控制模型是對傳統(tǒng)訪問控制模型的根本性增強，它包含了義務(wù)、條件、連續(xù)性和可變性等抽象和反映了開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的訪問控制需求的新概念，是解決開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的訪問控制問題的一種有前途的研究方向，被很多專家和學(xué)者認為是下一代的訪問控制模型的發(fā)展方向。

　　2.1 ABC模型的組成

　　使用控制的核心模型是ABC(Authorization，oBligation，Condition)模型，也稱為UCON ABC模型。ABC模型包括主體、客體、權(quán)限3個基本元素和授權(quán)規(guī)則、義務(wù)、條件3個與授權(quán)有關(guān)的元素。

　　主體(Subjects)是對客體(Objects)擁有某些使用權(quán)限的主動實體，記為S。主體屬性(Subject Attribute)標識了主體能力和特征，是權(quán)限決策過程中的重要參數(shù)，記為ATT(S)。常見的主體屬性有：用戶名、用戶組、角色和安全級別等。

　　客體(Objects)是按權(quán)限(Rights)的規(guī)定接受主體訪問的被動實體，記為O?？腕w屬性(Object Arttbiute)是標識客體的重要信息，包括客體的安全標簽、所有關(guān)系、類別和訪問控制列表ACL等，記為ATT(O)。

　　權(quán)限(Rights)是主體能夠?qū)腕w進行控制和執(zhí)行的特權(quán)，由主體可以對客體進行的訪問操作(如讀、寫、運行)集組成，記為R。

　　授權(quán)規(guī)則(Authorization Rules)是指允許主體使用客體特定權(quán)限必須滿足的規(guī)則集，它是判定主體是否能夠訪問客體的決定因素，記為A。

　　義務(wù)(Obligations)是指主體獲得或行使對客體的訪問權(quán)利前或過程中必須完成的操作，記為B。例如，用戶必須填寫個人信息表才允許訪問有關(guān)的技術(shù)資料。

　　條件(Conditions)是指主體獲得或行使對客體的訪問權(quán)利前必須滿足的系統(tǒng)或執(zhí)行環(huán)境的強制約束條件，記為C。例如，用戶必須在特定IP地址才能訪問有關(guān)的資源。

　　2.2 連續(xù)性和可變性

　　傳統(tǒng)訪問控制模型僅用授權(quán)規(guī)則來決定對訪問請求的處理，而ABC模型必須考慮授權(quán)規(guī)則、義務(wù)和條件等使用決定因素，其中義務(wù)、條件是使用控制模型提出的新概念，是對傳統(tǒng)訪問控制基于屬性的控制策略的擴展與增強。

　　使用控制模型引入了連續(xù)性(Continuity)和可變性(Multability)兩種新的重要特征，是開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的訪問控制所必不可少的。在傳統(tǒng)訪問控制中，授權(quán)決策是在訪問操作執(zhí)行之前進行判斷的。而在現(xiàn)代訪問控制中，有相對長期持續(xù)的資源使用或立即撤消資源使用權(quán)限的應(yīng)用要求。因此，授權(quán)決策需要在資源的使用過程(ongoing)中對訪問請求進行不間斷的或重復(fù)的檢查和判斷，這一特征稱為“連續(xù)性”。另一方面，傳統(tǒng)訪問控制中，屬性只有通過管理行為才能被改變;但在開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的許多應(yīng)用中，屬性需隨著主體行為而被改變，這種改變必將影響到主體的下次或本次訪問權(quán)限的判斷，這一特征稱為“可變性”。

　　2.3 16種基本的ABC模型

　　使用控制模型中，授權(quán)是由授權(quán)規(guī)則、義務(wù)、條件和屬性可變性等因素共同決定的。由于授權(quán)規(guī)則的形式可以是使用前授權(quán)(preA)、使用中授權(quán)(onA)，同樣義務(wù)、條件的形式也可以是使用前(preB、preC)、使用中(onB、onC)，而屬性可變性可分為不改變(0)、使用前改變(1)、使用中改變(2)和使用后改變(3)等4種情況，通過組合可構(gòu)造出使用控制的16個基本模型。表1中給出了基于授權(quán)規(guī)則、義務(wù)、條件三個決策因素和屬性可變性的各種可能模型，可能的情況標為“Y”，否則標為“N”。

　　只考慮單一的決策因素。例如若決策因素是“preA”，則屬性改變只能在使用前或使用后，而不可能在使用中;而在以條件為決策因素(preC、onC)的訪問模型中所有更新屬性的組合都標為“N”，因為“條件”只與環(huán)境或系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)，不能改變?nèi)魏沃骺腕w屬性。以UCON決策因素，屬性可變性值的形式表示基本模型，例如UCON preA1表示以授權(quán)規(guī)則作為決策因素、并在使用前改變主客體有關(guān)可變屬性的基本模型。

　　在實際系統(tǒng)中可根據(jù)不同應(yīng)用的需求產(chǎn)生不同的組合模型，例如模型UCON preC0onC0，表示在使用前和使用中都要執(zhí)行“條件”決策因素，且都不改變主客體的屬性。

　　3 使用控制模型的應(yīng)用

　　本節(jié)討論自主訪問控制DAC、強制訪問控制MAC、基于角色的訪問控制RBAC和數(shù)字版權(quán)管理模型在ABC模型中的實現(xiàn)，以集合謂詞為主要描述工具進行分析。

　　3.1 DAC模型的實現(xiàn)

　　自主訪問控制DAC是在確認主體身份以及它們所屬組的基礎(chǔ)上對訪問進行限制的一種方法，獲得訪問許可的主體能夠向其它主體轉(zhuǎn)讓訪問權(quán)。在實現(xiàn)上，首先對用戶的身份(id)進行鑒別，然后就可按訪問控制列表ACL所賦予用戶的權(quán)限允許或限制用戶使用客體資源。DAC可由UCON preA0模型支持，以下是有關(guān)描述：

　　(1)S表示主體即用戶或用戶組，O表示客體，N表示身份標記集合，R為操作權(quán)限集。

　　(2) id表示用戶到標記集合N之間的一對一映射關(guān)系。

　　(3) ACL表示客體與N×R之間的映射關(guān)系，其中N×R為用戶身份與操作權(quán)限的組合關(guān)系。

　　(4) ATT(S) = {id}。

　　(5) ATT(O) = {ACL}。

　　(6) allowed(s，o，r) => (id(s)，r) ∈ ACL(o)。其中allow(s，o，r)表示主體s對客體o具有執(zhí)行r操作的權(quán)限。

　　3.2 MAC模型的實現(xiàn)

　　強制訪問控制MAC是一種強制主體服從訪問控制策略的訪問方式。在強制訪問控制中，主體和客體資源都被賦予了一定的安全級別(如公開、秘密、機密和絕密等)，安全級別之間是一種偏序關(guān)系。按使用控制的觀點來看，主體屬性為安全等級(clearance)，而客體屬性為安全類別(classifiactoin)。采用MAC的系統(tǒng)先對訪問主體和受控客體的安全級別屬性進行比較，再決定訪問主體能否訪問該受控對象。通過這些主體和客體的安全級別的偏序關(guān)系來執(zhí)行強制訪問控制的安全規(guī)則，即簡單安全特性規(guī)則和*特性規(guī)則。MAC由UCON preA0模型支持，以下是有關(guān)描述：

　　(1) L表示具有偏序關(guān)系的安全級別集合;claearnce表示訪問主體S和安全級別L之間的映射函數(shù)，即SàL。calssfiiaction表示客體和安全級別L之間的映射函數(shù)，即OàL。

　　(2) ATT(S)={clearance}。

　　(3) ATT(O)={classification}。

　　(4) allowed(s，o，read) => clearance (s) ≧ classification (o)，即主體只能向下讀，不能向上讀(簡單安全特性規(guī)則)。

　　(5) allowed(s，o，write) => clearance (s) ≦ classification (o)，即主體只能向上寫，不能向下寫(*特性規(guī)則)。

　　3.3 RBAC模型的實現(xiàn)

　　基于角色的訪問控制策略RBAC中，將訪問權(quán)限分配給角色，用戶通過被指派為角色從而獲得角色所擁有的訪問控制權(quán)限。從使用控制的觀點來看，用戶/角色的映射關(guān)系可作為主體屬性，角色/操作權(quán)限的映射關(guān)系可作為客體屬性和權(quán)限。2001年提出的NIST標準RBAC模型是各類基于角色的訪問控制模型的基礎(chǔ)，它由基本模型RBAC0(Core RBAC)、等級模型RBAC1(Hierarchal RBAC)、約束模型RBAC2(Constraint RBAC)和統(tǒng)一模型RBAC3(Combines RBAC)四個子模型組成。RBAC0中包含用戶users、角色roles、目標objects、會話sessions、操作operations五個基本數(shù)據(jù)元素和用戶角色分配(URP)、角色權(quán)限分配(PRA)，其基本思想是通過角色建立和訪問權(quán)限之間的多對多關(guān)系，用戶由此獲得訪問權(quán)限。RBAC1、RBAC2、RBAC3都是在RBAC0上的擴展。RBAC1引入了角色的等級和角色間的繼承，角色間的繼承關(guān)系可分為一般繼承關(guān)系和受限繼承關(guān)系。一般繼承關(guān)系允許角色間的多繼承，受限繼承關(guān)系則要求角色間單繼承。以下是通過UCON preA0實現(xiàn)以RBAC1的描述：

　　(1) P = {(o，r)}，P表示授權(quán)集合，(o，r)為客體-權(quán)限對。

　　(2) ROLE表示角色層次的偏序關(guān)系。

　　(3) actRole表示激活角色，實現(xiàn)用戶角色分配(URP)。

　　(4) pRole表示授權(quán)角色，實現(xiàn)角色權(quán)限分配(PRA)。

　　(5) ATT(S) = {actRole}。

　　(6) ATT(O) = {pRole}。

　　(7) allowed(s，o，r) = role ∈ actRole(s) ∧ role' ∈ pRole(o，r) ∧ role≧role'，即如果存在授權(quán)角色(pRole(o，r))，其偏序關(guān)系≦激活角色(actRole(s))，則訪問請求被允許。

　　3.4 DRM模型的實現(xiàn)

　　數(shù)字版權(quán)管理DRM是對各類數(shù)字媒體內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)進行保護的一系列技術(shù)，它是一種在開放是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的基于支付(Pay-Based)的使用控制策略。典型的數(shù)字版權(quán)使用控制策略包括使用前支付、使用后支付、累計支付等基本類型。以下是通過UCON preA1實現(xiàn)使用前支付DRM模型的描述：

　　(1) op表示用戶對數(shù)字媒體內(nèi)容的操作集(如播放、復(fù)制等)。

　　(2) credit表示用戶帳號中的金額。

　　(3) value表示使用客體資源的價格。

　　(4) ATT(s) ：{credit(s)}。

　　(5) ATT(o，op) ：{value(o，op)}。

　　(6) allowed(s，o，op) => credit(s) ≧ value(o，op)，即當(dāng)用戶帳號上的余額大于或等于客體資源的使用價格時，允許其訪問。

　　(7) preUpdate(credit (s))：credit(s) = credit(s)-value(o，op)，即在主體使用客體資源之前，按客體資源的使用價格修改用戶帳號中的金額。

　　無論是RBAC模型，還是數(shù)字版權(quán)管理DRM模型，雖然其應(yīng)用場合有很多變化，但都可根據(jù)具體應(yīng)用需求選用ABC基本模型或組合模型進行描述。

　　4 結(jié)束語

　　使用控制是下一代訪問控制技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，其兩個核心內(nèi)容：主客體屬性的可變性和授權(quán)決策的連續(xù)性是反映開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中訪問控制需要的重要特性。它提供了強大的描述能力，在各類信息安全系統(tǒng)中將有著良好的應(yīng)用前景。

　　參考文獻

　　[1] Zhang Xin-wen，CHEN Song-qing， R. Sandhu. Enhancing data authenticity and integrity in P2P systems[J]. IEEE Internet Computing，2005，9(6)：42-49

　　[2] J. Park， R. Sandhu. Towards usage control models：beyond traditional access control[C].ACM Symposium on Acesscontrol Models and Technologies，2002，2(3)：57-64

　　[3] J. Park， R. Sandhu. Usage Control： A vision for next generation access control]C].International Workshop on Mathematical Methods，Models and Architectures for Computer Networks Security，2003，2(1)：17-31

　　[4] J. Park， R. Sandhu. The UCONABC usage control model[J].ACM Transactions on Information and Systems Security，2004，7(1)：128-174

　　[5] 袁磊.使用控制模型的研究[J].計算機工程，2005，31(12)：146-148

　　大學(xué)計算機基礎(chǔ)實驗論文參考篇二

　　《加密訪問控制》

　　摘要：訪問控制是一種很流行的信息保護機制，被廣泛應(yīng)用在信息系統(tǒng)中。十多年來，在這個領(lǐng)域已取得了很多成就。傳統(tǒng)的訪問控制已經(jīng)被更加靈活強大的系統(tǒng)代替了，如基于角色的訪問控制( RBAC)和靈活授權(quán)框架 (FAF)。但是，在訪問控制系統(tǒng)中，對系統(tǒng)管理員的絕對信賴一直是對信息安全的潛在威脅。為了克服這個威脅，分等級的加密被 發(fā)展作為訪問控制的替補方法。通過使用分等級的加密，信息系統(tǒng)中的所有信息被加密：由低層安全類加密的數(shù)據(jù)可以被高層的安全類解密。文章描述了基于數(shù)據(jù)和基于密鑰的兩種加密方法實現(xiàn)加密的訪問控制。

　　關(guān)鍵字：加密;解密;訪問控制;等級

　　1 引言

　　分等級進行加密的想法最早是由 Akl和 Taylor提出的 [1]，多級系統(tǒng)中的主體(用戶)和客體(數(shù)據(jù))有各自的安全級，用戶對數(shù)據(jù)的訪問必須滿足一定的安全性要求。安全級是一個二元組<密級，分類集合>。用戶間的安全級的比較是按偏序進行的。如果安全級 U 1=密級 l 1分類集合 s 1，U 2=密級 l 2分類集合 s 2。稱 U 1<= U 2當(dāng)且僅當(dāng) l 1< l 2且 s 1⊆s 2。

　　假設(shè)有主體S，客體 O 1、 O 2和 O 3，如果安全級 Uo1<= Us， Us= Uo2， Us<= Uo3，則 S對 O 1只能讀，對 O 3只能寫，對同安全級別的客體 O2可以進行讀寫兩種操作。在這種多級安全模型中，一個主體(用戶)訪問其它主體的數(shù)據(jù)時，只需要與被訪問主體的安全級進行比較，如果訪問主體的安全級比被訪問主體的安全級高，則允許訪問，否則，訪問被禁止。從中可以看到，如果非法用戶篡改安全級，則很容易實現(xiàn)對其它(高安全級)用戶數(shù)據(jù)的非法訪問?？梢娺@種比較安全級的訪問控制方法具有潛在的不安全性。通過加密方法可以有效消除這種不安全性。首先，在對用戶身份鑒別時，不僅生成用戶密碼，同時還為用戶生成一個公鑰、私鑰對，利用密鑰對來加強對用戶身份鑒別，再利用用戶的私鑰為用戶生成一個訪問密鑰，由此來實現(xiàn)訪問控制。

　　2 基于數(shù)據(jù)的解決方法

　　找到足夠安全的保護數(shù)據(jù)的方法或者安全的產(chǎn)生訪問密鑰的方法，就可以解決訪問控制的問題，這是實現(xiàn)加密訪問控制時的重點。

　　非常流行的加強訪問控制的方法是通過訪問控制列表。每個數(shù)據(jù)都與一個 ACL表相關(guān)，表中列舉出授權(quán)的用戶組和相對應(yīng)的訪問模式。通過查看 ACL，很容易決定允許誰對相關(guān)數(shù)據(jù)進行對應(yīng)操作。 ACL包含通常情況下的所有訪問控制。例如，它支持等級訪問控制。如果我們根據(jù)等級結(jié)構(gòu)或者組織產(chǎn)生 ACL。那么等級訪問控制就能夠被加強。也就是說，一個數(shù)據(jù)擁有這和它所有的祖先都被在它的數(shù)據(jù) ACL中列舉出來。

　　從加密的角度來講，為了加強通用的訪問控制，每個數(shù)據(jù)必須被加密，這樣只有 ACL中的主體有能力解密數(shù)據(jù)。假設(shè)每個主體被分配一對密鑰：公鑰和私鑰。 K個主體共享消息 m： s1， s2，… sk，對于每個主體 si∈{ s1， s2，… sk }， m被 si的公鑰加密。加之它所有者的密文， m被加密( k+1)次。為了共享一個單一的信息 m系統(tǒng)保存( k+1)個密文。這種方法的消極面出現(xiàn)確定了，也就是存

　　儲加密數(shù)據(jù)的多個副本可能會產(chǎn)生矛盾(不一致性)。

　　2.1 系統(tǒng)元素

　　我們的基于數(shù)據(jù)的解決方法包括以下元素：

　　主體 S={ s 1， s 2，… s l}，主體既可以是用戶也可以是組。

　　公鑰密碼系統(tǒng)包括三個功能函數(shù)：

　　(1)密鑰生成函數(shù) KG：∀ s i∈ S， KG生成一對密鑰：公開密鑰 Ksi和它的對應(yīng)的私有密鑰 Ks i -1。

　　(2)加密函數(shù) E： c= Ek( m)，其中 c是密文， m代表信息， K表示公開密鑰(加密密鑰)。

　　(3)解密函數(shù) D： c= Dk -1( c)， K -1表示私有密鑰(解密密鑰)。

　　2.2 加密的訪問控制

　　假設(shè)主體 si想與 k個用戶 si 1， si 2，…， sik∈ S共享信息 m， si執(zhí)行下面的操作(為簡單起見，我們假設(shè) m< ns 1， ns 2，… ns l)。如果是長信息，可以一塊一塊的進行加密。

　　(1)首先， si 計算k個單一的密文，也就是說，對于∀ sj∈{ si 1， si 2，…， sik}，計算 Ek sj ( m)。

　　(2)然后， si用加納法則計算出 CRT的解 x，0≤x ≤ns i1，ns i2，…，ns ik，x同時滿足以下k個式子：

　　(1) x ≡ Ek s 1(m)mod nsi 1.

　　(2) x ≡ Ek s 2(m)mod nsi 2.

　　…

　　(k) x ≡ Ek sk (m)mod nsik。

　　(3) 把 si保存在 SDB里。對每個訪問m的主體s j，s j∈{ si 1， si 2，…， sik}，s j需要計算 Ek s j( m)= x mod nsj。然后s j使用私鑰 Ek sj- 1恢復(fù) m。

　　2.3 授權(quán)變更

　　數(shù)據(jù)項授權(quán)的變更，如一個主體被授權(quán)/撤消對數(shù)據(jù)項的訪問，在信息系統(tǒng)中是很常見的事情。我們的基于數(shù)據(jù)的解法根據(jù)受到影響的數(shù)據(jù)狀態(tài)來控制授權(quán)變更。如果數(shù)據(jù)項是動態(tài)的(也就是說數(shù)據(jù)在授權(quán)變更時有變化)， A1到 A3的所有操作基于授權(quán)主體新的組再執(zhí)行一次。如果數(shù)據(jù)是靜態(tài)的(也就是說授權(quán)更改時數(shù)據(jù)項不發(fā)生改變)。

　　SCS 1包括k個同時滿足的等式，它的 CRT解是 x;給 SCS 1增加一個條件等式得到 SCS 2，它的 CRT解是 x′;從 SCS 1去除一個條件等式得到 SCS 3，它的 CRT解是 x″。假設(shè) x的值已經(jīng)算出來了，為得到 x′的值，我們只需要找到 x′≡ x mod n 1 n 2和 x′≡ ak +1 mod nk +1兩個等式的 CRT解。為得到 x″的值，我們只需要一個模運算： x″= x mod n 1 n 2… nk +1。總之，x′和 x″的值可以很容易得從 x得出 [2]。

　　在我們的基于數(shù)據(jù)的解法中，準予一個主體對一個靜態(tài)數(shù)據(jù)項進行訪問與從 SCS 1到 SCS 2的轉(zhuǎn)換是等價的。新的共享密文 x′可以從舊的共享密文 x有效得到。撤消一個主體對一個靜態(tài)數(shù)據(jù)的訪問與從 SCS 1到 SCS 3的轉(zhuǎn)換是等價的。通過一個模運算可以簡單的從舊的密文 x得到新的密文 x″。

　　3 基于密鑰的解法

　　3.1 實現(xiàn)

　　在基于數(shù)據(jù)的解法中，k個共享者共同分享信息 m，共享密文的大小是原始信息 m大小的 k倍。因此基于數(shù)據(jù)的解法在 m或者 k很大的情況下是不可取的。而且，基于數(shù)據(jù)的解法是基于公開密碼系統(tǒng)的。這樣的話，共享一個數(shù)據(jù)項，數(shù)據(jù)項的所有者必須知道所有分享者的加密密鑰。為保護解密密鑰的機密性，我們只能使用公開密鑰加密系統(tǒng)。公開密鑰加密系統(tǒng)比對稱加密體制慢。

　　我們的基于密鑰的解法的主要思想是：不是分享信息，而是分享加密密鑰 [3]。除了在基于數(shù)據(jù)的解法中列舉的元素外，基于密鑰的解法還需要一個對稱密鑰加密系統(tǒng)。這里，我們用SE表示加密函數(shù)，SD表示解密函數(shù)。

　　如果一個主體 s i 想與主體 si 1， si 2，…， sik∈ S分享信息 m，執(zhí)行如下操作：

　　(1)隨機選擇一個對稱密鑰 KR。

　　(2)使用 KR 加密m： c= SEKR( m)。

　　(3)∀ s∈{ si 1，s i2，…，s ik}，計算 EKs j( KR)。

　　(4)找到同時滿足下面等式的 CRT解：

　　(1) x ≡ Ek si 1( KR) mod nsi 1.

　　(2) x ≡ Ek si 2( KR) mod nsi 2.

　　…

　　(k) x ≡ Ek sik ( KR) mod nsi 。

　　(5) 把 x|| c保存到 SDB中，其中符號“||”的意思是“串聯(lián)”。

　　主體 sj∈{ si 1， si 2，…， si k}訪問 m， sj需要計算 Ek sij( KR) = x mod ns j;然后用私鑰 Ksj -1取回對稱密鑰 KR，也就是 KR= D Ksj -1( Ek sij( KR));最后，使用 KR恢復(fù)明文 m， m= SD KR( c)。

　　3.2 授權(quán)變更

　　對于動態(tài)數(shù)據(jù)，任何時候只要授權(quán)發(fā)生更改，從(1)到(5)的步驟都要被基于新的主體組重新執(zhí)行一次。對于靜態(tài)數(shù)據(jù)，如果主體被撤消了對數(shù)據(jù)的訪問，為組織主體使用舊的對稱密鑰獲取數(shù)據(jù)，從(1)到(5)的步驟都要被基于新的主體組重新做一遍。如果一個主體被準予對數(shù)據(jù)的訪問，不需要對數(shù)據(jù)重新進行加密，因為舊的對稱密鑰仍然可以使用。因此從 SCS 1到 SCS 2的轉(zhuǎn)換可以被使用來從舊的對稱密鑰產(chǎn)生新的共享密文。新的授權(quán)主體可以獲取舊的對稱密鑰來截密數(shù)據(jù) [4]。

　　因為對稱密鑰的大小通常比數(shù)據(jù)項小得多，公開密鑰加密比基于數(shù)據(jù)的解法更加有效。由于同樣的原因，共享密文的大小比基于數(shù)據(jù)的方法小很多?？傊?，當(dāng)數(shù)據(jù)或者分享者數(shù)目較大時基于密鑰的解法更可取。

　　3.3 SIFF函數(shù)實現(xiàn)

　　如果能找到足夠安全的產(chǎn)生訪問密鑰的方法，則可以容易解決訪問控制的問題，可以利用 SIFF函數(shù)實現(xiàn) [5]。

　　先作如下假設(shè)：

　　(1) 用 IDi表示節(jié)點 Ni的標識，設(shè) IDi能用 l( n)位長的串描述， l是多項式。

　　(2) F={ Fn| n∈ N}是偽隨機函數(shù)族，其中 Fn={ fk| fk：∑ l (n) →∑ n，k∈∑ n }，用 n位的串 k來標識 fk。

　　(3) H={ Hn| n∈ N }是 k- SIFF，將 n位的輸入映射為 n位的輸出。設(shè) k足夠大，足以表示一個節(jié)點擁有的父節(jié)點數(shù)。

　　下面給出一個生成訪問密鑰的算法：

　　算法：訪問密鑰生成算法

　　輸入：用戶節(jié)點集{ N1，… Ni，… Np( n)} 輸出：各用戶對應(yīng)的訪問密鑰{ K 1，… Ki，… Kp( n)}

　　(1)如果節(jié)點 N 0是最大節(jié)點， K 0=fpk 0(ID0);其中pk 0是節(jié)點N 0對應(yīng)的用戶的私鑰。否則轉(zhuǎn)(2)。

　　(2)如果節(jié)點 Nj只有一個父節(jié)點Ni， Ni已經(jīng)有了訪問密鑰 Ki，則 Nj的訪問密鑰 Kj( n位長)： Kj= fKi( IDi) 。

　　(3)如果節(jié)點Nj有多個(如：p個)父節(jié)點： Ni1， Ni2，…， Nip，對應(yīng)有各自的訪問密鑰 Ki 1， Ki 2，… Kip，則 Kj為從隨機選取的 n位串： Kj∈R∑n，再從 Hn中隨機的選取一個哈希函數(shù) hi，使得將f Kj 1( IDj)，f Kj 2( IDj)…， fKjk( IDj)都映射到 Kj。即：

　　hi(( fKj 1( IDj))= hi(( fKj 2( IDj))=…= hi(( fKjp( IDj))= Kj。然后公開哈希函數(shù) hi，使之對 Nj 所有的祖先節(jié)點都可用。

　　(4)如果節(jié)點集中的節(jié)點全部訪問完畢則輸出訪問密鑰，算法結(jié)束;否則轉(zhuǎn)(1)。

　　由算法可知，如果 Ni≥ Nj，則 Kj 總可以由 Ki得到。當(dāng) Ni是 Nj的的單一父節(jié)點時， Kj= fKi( IDi);當(dāng) Ni不是 Nj的父節(jié)點時，通過從上往下的一條路徑Ni最終也能得到 Kj。

　　4 結(jié)論

　　文章綜述了用加密來解決訪問控制的方法，描述了基于數(shù)據(jù)的和基于密鑰的解決方法。文中系統(tǒng)的安全性是基于不同的函數(shù)： 中國余數(shù)定理和 SIFF函數(shù)實現(xiàn)的。

　　參考文獻

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